¿Qué produce los pulsos de luz en los láseres?

¿Qué produce los pulsos de luz en los láseres?
Anonim

Responder:

Se requiere una emisión estimulada junto con una inversión de población para producir los pulsos de luz en los láseres.

Explicación:

El proceso:

Primero se excitan los átomos del gas en el láser. Los electrones emiten fotones espontáneamente y descienden a niveles de energía más bajos.

En algunos casos, los electrones se acumulan en un estado que demora un tiempo relativamente largo en caer. Cuando esto sucede, puede haber más electrones en este estado excitado que en los estados inferiores. Esto se llama una inversión de la población.

Si la luz tiene una longitud de onda tal que un fotón tiene la misma energía que la diferencia de energía entre este estado excitado de larga duración y un estado más bajo, puede estimular al electrón para que emita un fotón y descienda del estado excitado.

Cuando se estimula al electrón para que caiga a un estado inferior, se libera un fotón con la misma frecuencia, fase, polarización y dirección de desplazamiento que el fotón que lo estimuló. Esto se conoce como emisión estimulada. Ahora hay dos fotones que pueden estimular otros átomos. Otros átomos son estimulados y luego Bam, hay muchos fotones en fase con la misma longitud de onda.

Así es como los láseres producen luz coherente.

Cuando un fotón con la energía correcta (energía igual a la diferencia entre estado excitado e inferior) golpea un átomo, puede estimular la emisión, pero también puede ser absorbido (absorción estimulada). La probabilidad de ser absorbido es igual a la probabilidad de estimular la emisión.

Por lo tanto, La emisión estimulada es proporcional al número de electrones en el estado excitado.

La absorción estimulada es proporcional al número de electrones en el estado inferior.

Es necesaria una inversión poblacional. Si hubiera más electrones en el estado inferior, la absorción estimulada ocurriría con más frecuencia que la emisión estimulada y nos quedaríamos sin fotones.

Si tiene curiosidad, los coeficientes de Einstien A y B se utilizan para describir la probabilidad de una emisión espontánea y una emisión / absorción estimulada respectivamente.